Файл: Виглин, С. И. Генераторы импульсов автоматических устройств учеб. пособие.pdf

132

Г Л А В А 17

Д Е Л И Т Е Л И Ч А С Т О Т Ы

§17.1. Р Е Ж И М С И Н Х Р О Н И З А Ц И И

Режим автоколебаний блокинг-генератора или мультивибрато­ ра характеризуется низкой стабильностью частоты. Поэтому они редко используются в качестве первичного источника импульсов. Для повышения стабильности периода колебаний осуществляют внешнюю синхронизацию релаксационного генератора.

Наибольшую стабильность частоты обеспечивают генераторы синусоидальных колебаний, и для синхронизации можно приме­ нить непосредственно синусоидальное напряжение. Но из-за того, что крутизна этого напряжения часто недостаточна, его превра­ щают в импульсы при помощи двухстороннего ограничения и уко­ рачивающей цепи. В дальнейшем изучается синхронизация релак­ сационного генератора при действии внешних импульсов, период повторения которых равен периоду первичного синусоидального напряжения.

Как и в заторможенном режиме, в режиме синхронизации внешние синхронизирующие импульсы определяют только период колебаний. Форма и параметры генерируемых импульсов зависят от свойств самой схемы релаксационного генератора и остаются такими же, как и в режиме автоколебаний. Однако в отличие от заторможенного режима, если внешние синхронизирующие импуль­ сы не подаются, то релаксационный генератор переходит в ре­ жим автоколебаний, продолжая работать с собственным периодом.

Общая теория синхронизации развита в трудах академика Л. И. Мандельштама, а затем в работах В. И. Сифорова и Н. В. Бутенииа. Разработке теории синхронизации релаксационных генерато­ ров посвящены труды В. В. Виткевича и К. Ф. Теодорчика.

Различают два вида режима синхронизации: простая синхро­ низация (захватывание) и деление частоты. В режиме захваты­ вания каждый из внешних импульсов воздействует на релаксаци-

133

онный генератор, вынуждая его работать с периодом запуска Т3. Поэтому

где Твых — период повторения импульсов релаксационного гене­ ратора.

В режиме деления частоты не каждый внешний импульс син­ хронизирует релаксационный генератор, из-за чего последний сра­ батывает реже, чем действуют импульсы запуска. Период колеба­

ния — это частный случай режима деления частоты с коэффици­ ентом деления я = 1 .

Делители частоты широко используются в импульсных устрой­ ствах. В 'большинстве случаев 'генераторы синусоидальных ко­ лебаний имеют кварцевую стабилизацию и работают на частоте выше 50 кгц. Генерирование колебаний более низких частот воз­ можно при чрезмерно больших размерах кварцевой пластины, что приводит к возрастанию потерь в кварцевом контуре и ухудше­ нию его добротности, что вызывает снижение стабильности часто­ ты. Кроме того, при больших размерах кварцевой пластины уве­ личиваются габариты колебательной системы, что затрудняет во многих случаях конструирование кварцевого генератора.

Для многих систем требуются импульсы, следующие с гораздо более низкими частотами F=50—5000 гц. Для синхронизации та­ ких устройств от кварцевого генератора приходится прибегать к делению частоты. В вычислительной технике, радиолокации и дру­ гих областях радиоэлектроники делители частоты применяются для получения нескольких последовательностей импульсов с раз­ личными частотами.

§17.2. С И Н Х Р О Н И З А Ц И Я И ДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ

ВБЛОКИНГ - ГЕНЕРАТОРЕ

Синхронизация колебаний блокинг-генератора

Схема блокинг-генератора, работающего в режиме синхрони­ зации, приведена на рис. 17.1. Она отличается от схемы режима автоколебаний (рис. 15.1) только тем, что в сеточную цепь вклю­ чен резистор небольшой величины. Через разделительную едкость С р на это сопротивление подают внешние синхронизиру­ ющие импульсы и3 положительной полярности (RT — внутрен-

134

нее сопротивление генератора импульсов синхронизации). В зави­

чить как режим захватывания, так и режим деления частоты. По­

Если внешние синхронизирую­ щие импульсы отсутствуют, то блокинг-генератор работает в ре­ жиме автоколебаний с периодом. ?"авт. определяемым по формуле (15.21):

U — л — 1

Рис. 17.2. Графики, иллюстрирующие процесс захватывания колебаний блокинг-генератора импульсами запуска.

135

зывает влияния на работу схемы. В момент /,' блокинг-генератор срабатывает автономно.

второй импульс перемещается влево вдоль оси времени. Как вид­

а также от положения начального момента /] по отношению к кри­

синхронизирующий импульс может изменить состояние схемы. На

почти разряжена, но лампа еще заперта. Повышая напряжение на сетке, этот импульс при достаточной величине его амплитуды от­ пирает лампу, и блокинг-генератор срабатывает вынужденно.

Начиная с момента t3, каждый очередной импульс синхрониза­ ции снова вынуждает блокинг-генератор сработать, но окончание переходного процесса захватывания еще не наступает. П р и 7 з < Г а п т импульс, приходящий в момент t.\, снова перемещается влево от­ носительно кривой Ug. Такое перемещение момента отпирания лампы может происходить еще в течение нескольких периодов, но теперь блокинг-генератор работает уже с периодом 7 , „ ы ч = Т3.

Окончание процесса захватывания наступает после'того, как

синхронизация колебаний блокинг-генератора. Внешние импульсы принуждают его работать с периодом Т3.

Роль синхронизирующих импульсов сводится только к отпира­ нию лампы. После этого схема работает, как и в режиме автоко­ лебаний. Возникает прямой лавинообразный процесс, приводя­ щий к скачкам напряжений ug и иа и токов в схеме, а затем про­ исходит заряд емкости С, что вызывает, как и в режиме автоко­ лебаний, обратный лавинообразный процесс, в результате которо­ го запирается лампа. Далее начинается новый цикл разряда ем­ кости С до момента прихода очередного синхронизирующего им­ пульса.

Таким образом, форма и длительность генерируемых импуль­ сов, определяются свойствами самой схемы, а период колебаний равен Т3.

136

вынужденному срабатыванию схемы, следующий импульс поступа­

Определим минимальную амплитуду синхронизирующих им­ пульсов Usimu, обеспечивающую устойчивую синхронизацию. При запертой лампе напряжение на емкости

137